Prawo Dulonga-Petita

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania

Prawo Dulonga-Petita – empiryczne prawo dotyczące ciepeł molowych pierwiastków chemicznych które głosi że:

Pojemność cieplna (oznaczana jako C, często z indeksami) – wielkość fizyczna, która charakteryzuje ilość ciepła, jaka jest niezbędna do zmiany temperatury ciała o jednostkę temperatury.Stała gazowa (uniwersalna stała gazowa) (oznaczana jako R) – stała fizyczna równa pracy wykonanej przez 1 mol gazu doskonałego podgrzewanego o 1 kelwin (stopień Celsjusza) podczas przemiany izobarycznej.
pierwiastki w stanie stałym wykazują molową pojemność cieplną równą ok. 26 J/(mol·K).

Wielkość ta odpowiada w przybliżeniu trzykrotnej stałej gazowej.

Prawo sformułowali w roku w 1819 Pierre Louis Dulong i Alexis Thérèse Petit.

W warunkach normalnych zgadza się to w pewnym przybliżeniu z wartością wyznaczoną eksperymentalnie dla większości pierwiastków chemicznych znanych w czasie formułowania tego prawa.

Od powyższej reguły znacznie odbiegają przede wszystkim pierwiastki lekkie, np. wodór (10 J·mol·K), bor (11 J·mol·K) i węgiel (7,5 J·mol·K). Niezależnie od tego, ciepła atomowe zależą od temperatury – w niskich temperaturach molowe ciepło atomowe zbliża się asymptotycznie do zera.

Wodór (H, łac. hydrogenium) – pierwiastek chemiczny o liczbie atomowej 1, niemetal z bloku s układu okresowego. Jego izotop, prot, jest najprostszym możliwym atomem, zbudowanym z jednego protonu i jednego elektronu.Peter Debye, właściwie Petrus Josephus Wilhelmus Debije (potem zmienił na Peter Joseph William Debye), (ur. 24 marca 1884 w Maastricht, Holandia, zm. 2 listopada 1966 w Ithaca, Nowy Jork, USA) – holenderski chemik zajmujący się chemią fizyczną, laureat nagrody Nobla w 1936 w dziedzinie chemii.

Teoretyczne wyjaśnienie tego prawa opiera się na zasadach termodynamiki statystycznej i przyjęciu założenia, że wszystkie atomy w krysztale zachowują się jak oscylatory harmoniczne. Ze względu na odchylenia atomów od tego modelu (są oscylatorami kwantowymi), słuszność ustaleń Dulonga-Petita załamuje się dla niskich temperatur oraz dla pierwiastków, które tworzą kryształy z nierównocennymi wiązaniami chemicznymi - np. grafit.

Wydawnictwa Naukowo-Techniczne (WNT) – polskie wydawnictwo założone w 1949 z siedzibą w Warszawie, do 1961 działało pod firmą Państwowe Wydawnictwa Techniczne.Kelwin – jednostka temperatury w układzie SI równa 1/273,16 temperatury termodynamicznej punktu potrójnego wody, oznaczana K. Definicja ta odnosi się do wody o następującym składzie izotopowym: 0,00015576 mola H na jeden mol H, 0,0003799 mola O na jeden mol O i 0,0020052 mola O na jeden mol O.

Pierwsze teoretyczne wyjaśnienie podał Albert Einstein w latach 1905–1907 opierając się na teorii kwantowej Maxa Plancka. Wyjaśnienie to uzupełnił w r. 1912 Peter Debye. Oparł się on, podobnie jak Einstein, na hipotezie drgań atomów w ciele stałym, ale uwzględnił trzy stopnie swobody tych drgań. Dowolne ciało stałe przedstawia środowisko drgających atomów, wypełnione mnóstwem fal stojących o różnej długości, czyli o różnej częstotliwości. Amplituda tych drgań jest wprawdzie bardzo niewielka, ale zakres częstotliwości bardzo obszerny. Obejmuje on głównie dwa pasy: częstotliwości niskie (dźwiękowe i ultradźwiękowe) i częstotliwości wysokie (sięgające do podczerwieni). W roku 1946 teoria Debye'a została skorygowana przez francuskiego fizyka Léona Brillouina, a wkrótce również przez szereg innych fizyków, którzy zaczęli uwzględniać w widmie drgań tzw. efekty anharmoniczne. Dzięki tym efektom widmo drgań rozszerza się bardzo wybitnie, głównie w kierunku fal długich, zatem częstotliwości radiowych.

Grafit – pospolity i szeroko rozpowszechniony minerał z gromady pierwiastków rodzimych. Stosowany jako naturalny suchy smar. Jest – obok diamentu i fulerytu – odmianą alotropową węgla. Nazwa pochodzi od gr. graphein = pisać, nawiązuje do tradycyjnego zastosowania tego minerału.Oscylator harmoniczny – układ drgający, poddany działaniu sił sprężystych tj. sił proporcjonalnych do przemieszczenia r {displaystyle r} układu od położenia równowagi:

Przypisy[ | edytuj kod]

  1. ciepło atomowe. W: Encyklopedia techniki. Chemia. Warszawa: WNT, 1965, s. 130.
  2. Dulonga i Petita prawo. W: Encyklopedia techniki. Chemia. Warszawa: WNT, 1965, s. 173–174.
  3. Alexis-Thérèse Petit, Pierre-Louis Dulong. Recherches sur quelques points importants de la Théorie de la Chaleur. „Annales de Chimie et de Physique”. 10, s. 395–413, 1819 (fr.).  (tłumaczenie na j. ang.)
  4. Stefan Manczarski, W świetle biofizyki, radiofizyki i cybernetyki

Linki zewnętrzne[ | edytuj kod]

  • Law of Dulong and Petit (ang.)
  • Doświadczalne metody badania fononów
  • Struktura pasmowa ciał stałych
  • Właściwości termiczne ciał stałych
  • Energia i ciepło właściwe kryształu (izolatora) - model Einsteina i model Debye’a
  • Pierre Louis Dulong - (ur. 12 lutego 1785 w Rouen, zm. 19 lipca 1838) - fizyk i chemik francuski. Jego nazwisko pojawiło się na liście 72 nazwisk na wieży Eiffla.Kwant – najmniejsza porcja, jaką może mieć lub o jaką może zmienić się dana wielkość fizyczna w pojedynczym zdarzeniu; np. kwant energii, kwant momentu pędu, kwant strumienia magnetycznego, kwant czasu.




    Warto wiedzieć że... beta

    Stefan Feliks Manczarski (ur. 30 maja 1899 w Warszawie, zm. 17 listopada 1979 tamże) – polski inżynier, radioelektryk, geofizyki i biofizyk, uczony i wynalazca.
    Warunki normalne – ściśle określone temperatura i ciśnienie otoczenia, które stanowią rodzaj punktu odniesienia do niektórych obliczeń fizykochemicznych.
    Max Karl Ernst Ludwig Planck (ur. 23 kwietnia 1858 w Kilonii, zm. 4 października 1947 w Getyndze) – niemiecki fizyk, autor prac z zakresu termodynamiki, promieniowania termicznego, energii, dyspersji, optyki, teorii względności, a przede wszystkim teorii kwantów.
    Węgiel (C, łac. carboneum) – pierwiastek chemiczny o liczbie atomowej 6, niemetal z bloku p układu okresowego. Należy do grupy 14. Posiada cztery elektrony walencyjne. Istnieją trzy naturalnie występujące izotopy węgla, C oraz C są stabilne, natomiast izotop C jest promieniotwórczy o czasie połowicznego rozpadu równym około 5700 lat. Węgiel jest jednym z niewielu pierwiastków znanych w starożytności. Jako pierwszy polską nazwę – węgiel – zaproponował Filip Walter.

    Reklama